Europæiske muldvarpe kan krympe med en tiendedel om vinteren for at spare energi

Europæiske muldvarpe kan ride hårde vintre ud ved at blive op til 11 % mindre.

Et hold tyske forskere fandt ud af, at arten Talpa europaea er en af ​​en håndfuld, der sæsonmæssigt krymper sig selv under en proces kendt som Dehnels fænomen. Selvom denne periodiske ændring har været kendt i mere end 70 år, er de nøjagtige årsager bag den forblevet uklare.

Forskerne har konkluderet, at fænomenet er en reaktion på kolde, vinterlige temperaturer snarere end mangel på mad. Ved at skrumpe antages dyrene at have betydelige energibesparelser, der gør det muligt for dem at udholde den ekstreme kulde.

Dr. Dina Dechmann, den seniorforfatter af forskningen, siger:"Dehnels fænomen giver en unik mulighed for at studere hjernestørrelsesændringer hos individer, og selvom den almindelige spidsmus er den klassiske model, har det at demonstrere det i andre dyr som den europæiske muldvarp implikationer."

"Et skrumpende og genvoksende kranium, sammen med hjernen og andet væv, giver betydelige muligheder for fremtidig anvendt forskning."

Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i Royal Society Open Science .

Hvad er Dehnels fænomen?

Dehnels fænomen er opkaldt efter professor August Dehnel, som observerede processen, der fandt sted i Sorex-spikes, der levede i hans hjemland Polen i 1949. Han så, at kraniets størrelse af disse dyr varierede efter årstid, blev mindre i løbet af vinteren og vendte tilbage bagefter.

Fænomenet er siden blevet set hos en række små pattedyr globalt, herunder væsner og væsler. Det ser ud til at være begrænset til dyr, som er meget energiske og ikke går i dvale om vinteren, hvilket betyder, at enhver energibesparelse ville være gavnlig for disse pattedyr.

Mens reduktionen i størrelse sparer energi, kommer det med en afvejning. Dina fortæller, at fænomenet tidligere har vist sig at påvirke spidsmusens kognitive adfærd.

Disse små gnavere viser nogle af de mest ekstreme ændringer, hvor kraniet krymper med så meget som en femtedel, når dyret nærmer sig sin første vinter. Kraniet genvinder aldrig sin fulde størrelse hos spidsmus, men kan vokse sig endnu større hos andre pattedyr.

De ekstreme ændringer i kropsstørrelse har tiltrukket sig opmærksomhed i de senere år som at give mulighed for indsigt i, hvordan udviklingen af ​​skelettet og andet væv kan ændres radikalt, efter at et dyr er fuldt udvokset.

Der er håb om, at dette kan hjælpe med at give nye medicinske behandlinger til tilstande, der påvirker væksten og sundheden af ​​menneskelige knogler såvel som andre organer.

"Vi har kolleger, der er interesserede i at bruge resultaterne om Dehnel's til at finde måder at undersøge behandlinger for blandt andet neurodegenerativ sygdom og osteoporose," siger Dina.

"Ved at give fænomenet et bredere taksonomisk grundlag, er det mere sandsynligt, at denne forskning vil give resultater og i sidste ende måske endda for os."

Mens Dehnels fænomen mest er blevet undersøgt hos spidsmus, er de ikke helt velegnede som modelorganisme. De lever i gennemsnit i 13 måneder, så de gennemgår kun processen én gang, hvilket gør det svært at vurdere, hvordan det påvirkes af skiftende miljøforhold.

Forskerne bag den aktuelle undersøgelse henvendte sig i stedet til Talpa-muldvarpe, som lever i omkring tre år i gennemsnit, for at se, om de kunne give ny indsigt i fænomenet.

Hvilke muldvarpe kan skrumpe deres kranier?

Forskere undersøgte to arter af muldvarp, som foreløbige undersøgelser antydede kan skrumpe sæsonmæssigt. Det var den europæiske muldvarp, fundet på tværs af kontinentet fra Storbritannien til dele af Rusland, og den spanske muldvarp, som findes i Spanien og Portugal.

Da begge muldvarpe lever i forskellige klimaer, forudsagde forskerne, at mens europæiske muldvarpe ville blive mindre om vinteren, hvor forholdene var mest alvorlige, ville spanske muldvarpe i stedet blive mindre om sommeren som følge af den ekstreme varme.

Kranierne af muldvarpe i museumssamlinger i Spanien og Tjekkiet, tidligere Tjekkiet, blev målt og bundet til den tid på året, de blev indsamlet, hvilket gjorde det muligt for forskere at observere, hvordan kropsstørrelser ændrede sig over tid.

De fandt ud af, at den europæiske muldvarps hoved krymper med 11 % indtil november i deres første leveår og vokser igen med 4 % om foråret og sommeren. Et lignende mønster blev observeret året efter, dog i meget mindre grad.

Størrelsen af ​​den spanske muldvarps kranium ændrede sig dog ikke væsentligt i løbet af året, selv når ressourcerne var mere knappe. Selvom ressourcer kan spille en rolle, konkluderede forskerne, at Dehnels fænomen er forbundet med tilstedeværelsen af ​​kolde temperaturer.

De konkluderede også, at fænomenet opstår uafhængigt af muldvarpenes biologiske udvikling, da muldvarpe i forskellige aldre viste lignende ændringer, når de oplevede kolde temperaturer.

Forskerne håber at kunne fortsætte deres forskning ved at vurdere Dehnels fænomen hos levende dyr, samt undersøge, hvordan det udviklede sig.

"Jeg vil arbejde med levende modermærker nu for at undersøge, hvordan hjernen og dens regioner ændrer sig over tid som en del af et genfangststudie," forklarer Dina. "Jeg vil også fortsætte med at arbejde sammen med kolleger, der arbejder på genomik, metabolomics og proteomics for at sammenligne muldvarpe med spidsmus."

"Når det er sagt, vil jeg stadig gerne forstå mere detaljeret, hvordan modermærkernes adfærd og energi er påvirket af dette fænomen, og hvordan dette vil blive påvirket af klimaændringer." + Udforsk yderligere

Krymper i stedet for at vokse:Sådan overlever spidsmusene vinteren